FMEA – Fehlermöglichkeits- und -Einflussanalyse

Die FMEA ist eine entwicklungs- und planungsbegleitende System- und Risikoanalyse, um potenzielle Risiken in Produkten und Prozessen zu finden. Im Rahmen des Risikomanagements (Risikomanagement) und Qualitätsmanagement ist die FMEA ein Werkzeug zur Fehlervermeidung und Erhöhung der technischen Zuverlässigkeit und Eingrenzung des Risiko (Risk). Die FMEA wird eingesetzt um frühzeitig im Produktentstehungsprozess (10er Regel) Fehler & Fehlerursachen im System und in der Konstruktion der Produkte sowie der Gestaltung der Fertigungs- und Montageprozesse zu identifizieren und zu beseitigen.

Die FMEA ist Teil des Qualitäts Management System. Die Methode wird insbesondere in der Design- bzw. Entwicklungsphase neuer Produkte oder Prozesse angewandt und von Lieferanten von Serienteilen für die Automobilhersteller und in anderen Industrien gefordert.

FMEA Team

Eine FMEA wird strukturiert vorbereitet. Sie kennen den Satz von Ihrem Lieblingsfernsehkoch: „Wir haben da schon etwas vorbereitet.“ Denn seien wir mal ehrlich, niemand möchte dem Koch beim Vorbereiten der Zutaten zuschauen.

Teilnehmer im FMEA Projekt

• FMEA Moderator
• FMEA Experte
• FMEA Koordinator

Eine FMEA (Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse) wird von einem bereichsübergreifend zusammengesetzten Team erstellt. Die Teamauswahl erfolgt in der Regel durch den Projektleiter gemeinsam mit dem FMEA-Moderator. Präventiv in den frühen Entwicklungsphasen potentielle Fehler- und Versagensursachen in Produkten oder Prozessen aufzuspüren, gelingt wenn ausreichendes Wissen im FMEA-Team vorhanden ist. Das Ergebnis hängt in starkem Maß von dem Wissen der Personen im Team ab. In der Praxis gelingt dies allerdings selten vollständig. Deshalb ist es sinnvoll, das Team zumindest zeitweise durch entsprechende Experten zu ergänzen. Neben dem Fachwissen fehlt es häufig an Methodenwissen und einer abgestimmten Vorgehensweise. Dann steht einem erfolgreichen Projektstart nichts mehr im Weg. Zusätzliche Spielregeln erleichtern die Zusammenarbeit in FMEA Projekten.

FMEA Moderator

Der Erfolg der FMEA wird maßgeblich durch die Art und Weise der FMEA Moderation beeinflusst. Der FMEA Moderator ist ein Generalist, mit Fachwissen, Methodenwissen und Moderationsfähigkeiten. Ein erfahrener FMEA-Moderator moderiert Ihr FMEA-Projekt und unterstützt bei Vorbereitung, Durchführung, Nachbereitung und Präsentation.

Ziele der FMEA

Die Ziele der FMEA leiten sich aus den Unternehmenszielen ab. Gestiegene Qualitäts- und Risikoansprüche der Kunden wirken sich dabei ebenso aus, wie die erforderliche Kostenoptimierung der Produkte und Prozesse. Die Unternehmensziele werden zum Qualitäts & Risikomanagement heruntergebrochen, also konkretisiert, dann sind es Handlungsziele.

• Sicherheit gewährleisten
• Qualität sicherstellen / steigern
• Gewinn steigern / Kosten sparen
  • kürzere Entwicklungszeiten
  • störungsarme Serienanläufe
  • Termintreue
  • wirtschaftlichere Fertigung und Montage
• Fehlerkosten minimieren / reduzieren
  • Reduzierung von Garantie- und Kulanzkosten
• Unternehmensziele erreichen
• Sicherheitsnachweis
• Steigerung der Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen
• Entlastungsnachweis im Produkthaftungsfall
• zielgerechte Kommunikation in internen und externen Kunden- und Lieferantenbeziehungen
• Aufbau einer Wissensbasis
  • Basis FMEA
    • Varianten – Projekt FMEA

Aufwand / Nutzen der FMEA

In der Einführungsphase der FMEA Methode im Unternehmen ist ein hoher Aufwand zur Erstellung von FMEA’s (Basis FMEA) erforderlich, bis dieser sich in Nutzen umwandelt. Der Aufwand entsteht im Wesentlichen durch ausführliche Beschreibung der Produkte und Prozesse.

Wer den Aufwand nicht leistet, wird den Nutzen nie erfahren!

FMEA Vorlagen

FMEA Formblatt

Im FMEA Formblatt werden alle potentiellen Fehler ( Fehlerfolgen, Fehler, Fehlerursachen) mit Ihren Maßnahmen dokumentiert. Grundsätzlich dient die das FMEA Formblatt zum systematischen Festhalten der FMEA Teamsitzung. Im FMEA Formblatt enthalten ist auch die FMEA Bewertung.

FMEA Formblatt in Excel

FMEA Arten

Mit den drei FMEA Arten nach VDA

• S-FMEA System
• K-FMEA Konstruktions / Design (D-FMEA)
• P-FMEA Prozess

werden alle Begriffe der FMEA Arten und Möglichkeiten abgedeckt. Diese können Betrachtungsumfänge haben wie z.B. System, Softwarefunktionen, Schnittstellen, Konstruktion, Komponenten, Fertigungsabläufe, Montageabläufe, Logistik, Transport und Maschinen.

System FMEA

• Die System-FMEA (S-FMEA) untersucht das Zusammenwirken von Teilsystemen in einem übergeordneten Systemverbund (Systemanalyse. Sie zielt auf die Identifikation potenzieller Schwachstellen, insbesondere an den Schnittstellen, die durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten oder die Interaktion des eigenen Systems mit der Umwelt entstehen könnten. Die Aufgabe der System-FMEA ist es einerseits, das Produkt auf Erfüllung der im Pflichtenheft festgelegten Funktionen hin zu untersuchen, andererseits vor allem, Fehlermöglichkeiten, die zur Nichterfüllung der Anforderungen führen, zu sammeln und zu bewerten.

Design FMEA (D-FMEA) oder Konstruktions FMEA (K-FMEA) oder Produkt FMEA

• dient der Entwicklung und Konstruktion dazu, die Fertigungs- und Montageeignung eines Produkts möglichst frühzeitig einzuschätzen. Der Betrachtungsumfang beinhaltet systematische Fehler während der Konstruktionsphase.

Konstruktions FMEA (K-FMEA) , auch Design-FMEA (D-FMEA) genannt

Die Konstruktion FMEA / Design FMEA zielt darauf, Fehler von vornherein in der Entwicklung zu vermeiden, statt sie nachträglich zu entdecken und zu korrigieren. Mit Hilfe der Design-FMEA (auch: Konstruktions-FMEA, K-FMEA, Produkt-FMEA Design), sollen frühzeitig Schwachstellen in der Designauslegung identifiziert werden. Sie ist eine formalisierte Methode, um mögliche Probleme sowie deren Risiken und mögliche Folgen bereits vor ihrer Entstehung geordnet und vollständig zu erfassen. Diese Methode wird im Rahmen von Entwicklung, Konstruktion und Planung eingesetzt; insbesondere auch bei der Neuentwicklung von Produkten. Durch die Umsetzung der hieraus abgeleiteten Maßnahmen soll die Design-FMEA zur Erhöhung der Systemsicherheit, -zuverlässigkeit und -verfügbarkeit beitragen.

7 Schritte der FMEA

• • Schritt 1: Planung und Vorbereitung (Scoping*)
    • • Ziele des Scoping
        • • Definition von Aufgaben- oder Untersuchungsumfängen in komplexen Planungs-, Management- und Produktentwicklungs- & Herstellungsprozessen
        • • eine Eingrenzung des betrachteten Systems,

• • Schritt2: Strukturanalyse / Strukturbaum
    

• • Ziel der Strukturanalyse
    • • eine Strukturierung des betrachteten Systems

• • Schritt 3: Funktionsanalyse
    • • Ziel der Funktionsanalyse
    • • Zielgerichtete Funktionsanalysen
    • • Definitionen von Funktionen der Strukturelemente,

• • Schritt4: Fehleranalyse
    • • Ziel der Fehleranalyse
    • • eine Analyse auf potenzielle Fehlerursachen, Fehlerarten und Fehlerfolgen, die sich direkt (z.B. unter Anwendung der W-Fragen^[1]) aus den Funktionen der Strukturelemente ableiten,
    • • Anwendung der Methode Ishikawa kombiniert mit 5 x Warum
    • • Zielgerichtete Fehleranalyse & Ursachenforschung
    • • Praxis Workshop

• •  Schritt5: Risikobewertung
    • • Ziele der Risikobewertung
        • • eine Risikobeurteilung,
        • • B x A x E = RPZ (Nach VDA – AIAG ohne RPZ)
        • • Kritische Auseinandersetzung mit den Bewertungen
        • • Bewertungskataloge
        • • Maßnahmen- bzw. Lösungsvorschläge zu priorisierten Risiken

• • Schritt6: Optimierung
    • • Ziele der Optimierung
        • • Maßnahmen- bzw. Lösungsvorschläge zu priorisierten Risiken
        • • eine Verfolgung vereinbarter Vermeidungs- und Entdeckungsmaßnahmen und
        • • eine Restrisikobeurteilung bzw. -bewertung.

• • Schritt 7: Ergebnisdokumentation
    • • Kommunikation und Dokumentation der durchgeführten Maßnahmen zur Risikoreduzierung
      • Wirksamkeitsbewertung der eingeführten Maßnahmen
      • Hinweis auf technische Fehlerrisiken als Bestandteil des Entwicklungsplans und der Projektmeilensteine
      • Zusammenfassung von Umfang und Ergebnissen der FMEA

Hardware FMEA

• Eine Hardware-FMEA hat zum Ziel, Risiken aus dem Bereich Hardware & Elektronik zu analysieren, zu bewerten und mit Maßnahmen abzustellen.

Software FMEA

• Eine Software-FMEA leistet dieselbe Aufgabe für erzeugten Programmcode.

Prozess FMEA

• Die Prozess-FMEA (P-FMEA) stützt sich auf die Ergebnisse der Konstruktions-FMEA und befasst sich mit möglichen Schwachstellen im Produktions- oder Leistungsprozess.